基于TMS320F2802的實(shí)施并網(wǎng)微型太陽能逆變器設(shè)計(jì)

3.1.3 保護(hù)
系統(tǒng)具有一些基本保護(hù)功能。
1、一次側(cè)沖擊電流保護(hù)。當(dāng)短路或者主電感引起沖擊電流時(shí)，PWM首選會(huì)進(jìn)入CBC模式；但是，當(dāng)CBC三次以上時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉并進(jìn)入故障模式。
2、二次側(cè)過電壓保護(hù)。當(dāng)SCR未正常開啟時(shí)，出現(xiàn)二次側(cè)超高壓。系統(tǒng)關(guān)閉，并進(jìn)入故障模式。
3、輸出過電流保護(hù)。當(dāng)輸出電流量超出閾值時(shí)，出現(xiàn)輸出過電流。系統(tǒng)關(guān)閉，并進(jìn)入故障模式。
4、電網(wǎng)電壓/頻率過高/過低保護(hù)。如果系統(tǒng)已經(jīng)開啟，當(dāng)電網(wǎng)電壓/頻率超出正常范圍時(shí)，系統(tǒng)在五個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)關(guān)閉。
5、反孤島抑制保護(hù)。如果達(dá)到孤島條件，則系統(tǒng)在4秒內(nèi)關(guān)閉。如果恢復(fù)至正常狀態(tài)，則系統(tǒng)在1秒內(nèi)重新啟動(dòng)。
6、過溫保護(hù)

3.1.4 入網(wǎng)轉(zhuǎn)換器控制器
為了向電網(wǎng)輸電，必須在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)下列控制器算法：
1、鎖相環(huán)（PLL）控制器。PLL控制器用于與電網(wǎng)電壓同步，其可向電流控制器提供一個(gè)基準(zhǔn)相。
2、入網(wǎng)電流控制器。電流控制器可確保輸出電流為正弦波，并遵循電流基準(zhǔn)，從而平衡輸入功率和輸出功率。
3、最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）。MPPT用于讓太陽能板進(jìn)入最大功率輸出狀態(tài)。

3.2 固件結(jié)構(gòu)
3.2.1 后臺(tái)與任務(wù)
整個(gè)固件系統(tǒng)為一個(gè)前向后臺(tái)系統(tǒng)。圖15顯示了該后臺(tái)結(jié)構(gòu)。

圖15后臺(tái)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)中，有一個(gè)1ms任務(wù)和四個(gè)4ms任務(wù)。
1、1ms任務(wù)A0。1ms定期任務(wù)。在這種任務(wù)中，LED控制執(zhí)行。除此以外，PLL控制器也位于該任務(wù)中。
2、4ms任務(wù)A1。A1 4ms定期任務(wù)。狀態(tài)機(jī)處理器。
3、4ms任務(wù)A2。A2 4ms定期任務(wù)。所有測量均在該任務(wù)中計(jì)算。
4、4ms任務(wù)A3。A3 4ms定期任務(wù)。用戶鍵檢測便在這里，同時(shí)檢測超出或者未達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)范圍，并發(fā)出故障指令。
5、4ms任務(wù)A4。A4 4ms定期任務(wù)。MPPT控制器與調(diào)試支持。

3.2.2 系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)

圖16狀態(tài)機(jī)

圖16顯示了任務(wù)A1中處理的狀態(tài)機(jī)。不同狀態(tài)代表不同的運(yùn)行模式。
本系統(tǒng)中共有4種狀態(tài)模式：
上電
待機(jī)
開啟
故障

上電模式是系統(tǒng)上電的一種過渡模式。在這種模式下，系統(tǒng)進(jìn)行一些初始化，之后，系統(tǒng)便自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)模式。

待機(jī)模式是系統(tǒng)等待開啟指令的一種模式。所有PWM和SCR控制信號(hào)都關(guān)閉。在這種模式下，所有測量均有效。系統(tǒng)探測外部狀態(tài)，并檢查系統(tǒng)是否可以開啟。
當(dāng)系統(tǒng)成功地從待機(jī)模式啟動(dòng)以后，系統(tǒng)進(jìn)入開啟模式。這種模式下，所有PWM和SCR控制信號(hào)均開啟。系統(tǒng)開始向電網(wǎng)輸電。

如果出現(xiàn)故障，系統(tǒng)進(jìn)入故障模式，所有PWM和SCR控制信號(hào)均關(guān)閉。如果故障清除，則系統(tǒng)自動(dòng)返回待機(jī)模式。

3.2.3 中斷服務(wù)程序
本系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序（ISR）具有如下功能：
讀取ADC結(jié)果和部分測量計(jì)算。
入網(wǎng)電流控制器
SCR開/關(guān)控制
緊急保護(hù)。一次側(cè)沖擊電流、二次側(cè)過電壓和輸出電流保護(hù)。
調(diào)試支持。把調(diào)試數(shù)據(jù)記錄到緩沖器。

圖17 ISR流程圖